一种锆合金包壳管内表面干燥度检测方法及装置与流程

专利检索2026-08-05  4


本发明属于核燃料包壳管加工和检测,具体涉及一种锆合金包壳管内表面干燥度检测方法及装置。


背景技术:

1、核用反应堆燃料组件中燃料包壳管内部密封有uo2燃料芯块,因长期处于高温、高压条件下,不仅受到机械力的作用,还有中子辐照的损伤,特别是如果管材发生腐蚀、表面结垢或破损,都将影响到机组效率和核反应堆安全。一种核用包壳管的生产过程中,内表面清洗工序是包壳管内表面加工的最后一道工序,以确保包壳管内表面的清洁和干燥。如果内表面干燥度无法达到要求,一方面会影响后续超声尺寸和缺陷检测的可靠性;另一方面,过多的残留水分也会在核反应堆中的高热作用下,引起管材内表面出现第一类氢化,甚至导致氢脆破损,从而影响核反应堆安全运行。

2、然而核用燃料包壳管的尺寸小、长度长,表面和端面质量要求高,需要在稳定、可靠且不破坏管材的前提下真实且量化地检测出管材内表面残留的水分含量,难度大且国内以前对于燃料包壳管从未做过此项检测。

3、因此在核用包壳管研制过程中,内表面干燥度的检测技术是确保管材内表面残留水分满足核反应堆使用要求的关键,必须采用稳定可靠的方法和仪器真实且量化地反映或检测出核用包壳管内表面的干燥度。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种锆合金包壳管内表面干燥度检测方法及装置,以测得的ppm值下降至50ppm的下降速率作为锆合金包壳管内表面的干燥度的体现,解决了不能直接进行干燥度测量的问题,同时使干燥度可以量化的体现出来,使检测更精准。

2、为解决上述问题,本发明的第一方面提供了一种锆合金包壳管内表面干燥度检测方法,包括:

3、将检测用辅助气体通入密封的锆合金包壳管,使所述辅助气体充分吸收所述锆合金包壳管内的水汽;

4、获取所述辅助气体的湿度ppm值,以所述湿度ppm值下降至50ppm的下降速率体现所述锆合金包壳管内表面的干燥度。

5、优选地,辅助气体为惰性气体,纯度至少为99.999%,所述辅助气体中水汽含量不超过30ppm。

6、优选地,使用露点仪获取所述辅助气体的湿度ppm值。

7、优选地,露点仪的参数包括:

8、样气流量:600~800ml/min;

9、样气压力:0.05mpa≤入口压力≤1.0mpa。

10、优选地,还包括:

11、当所述辅助气体的湿度ppm值小于阈值时,调整通入的所述辅助气体的流量,使所述锆合金包壳管内的水汽充分被吸收。

12、优选地,锆合金包壳管内的内径小于8.5mm,长度范围为4.0~5.0m,壁厚小于1.0mm。

13、优选地,下降速率为2-4ppm/s。

14、根据本发明的另一个方面提供了一种检测装置,包括:

15、第一传输管路,与锆合金包壳管密封连接,将辅助气体通入所述锆合金包壳管内;

16、第二传输管路,一端与所述锆合金包壳管密封连接,另一端将所述辅助气体通入水分分析仪。

17、优选地,还包括:气体调压装置,与所述第一传输管路连接,用于调节所述辅助气体的流量。

18、优选地,锆合金包壳管通过连接头与所述第一传输管路和所述第二传输管路密封连接。

19、本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果:

20、利用辅助气体吸收细长的包壳管内壁的残留水汽,再通过露点仪检测辅助气体中水汽的含量,得出辅助气体湿度的ppm值;由于核用包壳管尺寸结构的特殊性,且经上一道清洁及干燥工序处理后的包壳管内的水汽含量低,因此,一方面,通过辅助气体湿度的ppm值可以检测出明显干燥度不合格的包壳管;另一方面,以测得的ppm值下降至50ppm的下降速率作为锆合金包壳管内表面的干燥度的量化体现,下降速率值越大、干燥度越大;下降速率越小、干燥度越小,下降速率小于阈值时则认为干燥度合格。



技术特征:

1.一种锆合金包壳管内表面干燥度检测方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述辅助气体为惰性气体,纯度至少为99.999%,所述辅助气体中水汽含量不超过30ppm。

3.根据权利要求1所述的,其特征在于,使用露点仪获取所述辅助气体的湿度ppm值。

4.根据权利要求3所述的,其特征在于,所述露点仪的参数包括:

5.根据权利要求1所述的,其特征在于,还包括:

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法,其特征在于,所述锆合金包壳管内的内径小于8.5mm,长度范围为4.0~5.0m,壁厚小于1.0mm。

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述下降速率为2-4ppm/s。

8.根据如权利要求1-6任一项所述的方法的装置,其特征在于,包括:

9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,还包括:气体调压装置,与所述第一传输管路连接,用于调节所述辅助气体的流量。

10.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述锆合金包壳管通过连接头与所述第一传输管路和所述第二传输管路密封连接。


技术总结
本发明公开了一种锆合金包壳管内表面干燥度检测方法及装置,其中方法包括:将检测用辅助气体通入密封的锆合金包壳管,使所述辅助气体充分吸收所述锆合金包壳管内的水汽;获取所述辅助气体的湿度ppm值,以所述湿度ppm值下降至50ppm的下降速率体现所述锆合金包壳管内表面的干燥度。本发明一方面,通过辅助气体湿度的ppm值可以检测出明显干燥度不合格的包壳管;另一方面,以下降速率体现锆合金包壳管内表面的干燥度,使得干燥度的检测被量化。

技术研发人员:罗晓东,王高飞,孙阳平,崔卫东
受保护的技术使用者:国核宝钛锆业股份公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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